總結(jié)-地物的反射波譜特性

1、v地物波譜：地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長改變而變化的規(guī)律，稱為地表物體波譜，簡稱地物波譜。v地物波譜特性是電磁輻射與地物相互作用的一種表現(xiàn)。v地物波譜的作用：不同類型的地物，其電磁波響應(yīng)的特性不同，因此地物波譜特征是遙感識別地物的基礎(chǔ)。 地物波譜的特性不同電磁波段中地物波譜特性v可見光和近紅外波段：主要表現(xiàn)地物反射作用和地物的吸收作用。（樹葉蒼翠欲滴、水下溫度）v熱紅外波段：主要表現(xiàn)地物熱輻射作用。（熱紅外靈敏遙感器夜間成像河流為亮色條帶，但熱紅外白天成像河流為暗色條帶）v微波波段：主動(dòng)遙感利用地物后向散射；被動(dòng)遙感利用地物微波輻射。 可見光和近紅外波段地物波譜特征地物反射波譜特征v太陽輻射

2、到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一太陽輻射到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：部分透射，即： 到達(dá)地面的太陽輻射能量反射能量吸收能量到達(dá)地面的太陽輻射能量反射能量吸收能量透射能量。透射能量。v一般而言，絕大多數(shù)物體對可見光都不具備透射能力，一般而言，絕大多數(shù)物體對可見光都不具備透射能力，而有些物體如水，對一定波長的電磁波則透射能力較而有些物體如水，對一定波長的電磁波則透射能力較強(qiáng)，特別是強(qiáng)，特別是0. 450. 56m的藍(lán)綠光波段。一般水體的透的藍(lán)綠光波段。一般水體的透射深度可達(dá)射深度可達(dá)1020 m，清澈水體可達(dá)，清澈水體可達(dá)100 m的深度。的深度。v地表反射的太陽輻射

3、成為遙感記錄的主要輻射能量。地表反射的太陽輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。 地物反射v地物的反射：太陽光通過大氣層照射到地球表面，地地物的反射：太陽光通過大氣層照射到地球表面，地物會(huì)發(fā)生發(fā)射作用，反射后的短波輻射一部分為遙感器物會(huì)發(fā)生發(fā)射作用，反射后的短波輻射一部分為遙感器所接收。所接收。v反射率反射率地物的反射能量與入射總能量的比，地物的反射能量與入射總能量的比，即即表征物體對電磁波譜的反射能力。表征物體對電磁波譜的反射能力。v反射率是可以測定的。反射率是可以測定的。v地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率的差別，可以判斷地物的屬性。的差

4、別，可以判斷地物的屬性。v反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。反射率也與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)。地物反射率v地物的反射類型：根據(jù)地表目標(biāo)物體表面性質(zhì)的不同，物體反射大體上可以分為3種類型，即鏡面反射、漫反射、實(shí)際物體的反射（1）鏡面反射：發(fā)生在光滑物體表面的一種反射。物體的反射滿足反射定律，反射波和入射波在同一平面內(nèi)，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探測到電磁波。 例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像上水面有時(shí)例子：水面是近似的鏡面反射，在遙感圖像上水面有時(shí)很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。很亮，有時(shí)很暗，就是這個(gè)原因造成的。物體表面性質(zhì)對反射的影響（2）

5、漫反射：發(fā)生在非常粗糙的表面上的一種反射現(xiàn)象。不論入射方向如何，其反射出來的能量在各個(gè)方向是一致的。即當(dāng)入射輻照度I一定時(shí)，從任何角度觀察反射面，其反射輻照亮度是一個(gè)常數(shù)，這種反射面又叫朗伯面。（3）實(shí)際物體反射：介于鏡面和朗伯面（漫反射）之間的一種反射。自然界種絕大多數(shù)地物的反射都屬于這種類型的反射，又叫非朗伯面反射。對太陽短波輻射的反射具有各向異性，即實(shí)際物體面在有入射波時(shí)各個(gè)方向都有反射能量，但大小不同。 v遙感圖像上記錄的輻射亮度，既與輻射入射方位角和天頂角有關(guān)，也與反射方向的方位角和天頂角有關(guān)。v由于鏡面反射會(huì)造成太陽光直接進(jìn)入遙感器，在成像時(shí)間選擇上，應(yīng)避免中午成像，防止形成鏡面反

6、射。否則水體會(huì)形成非常亮的耀斑，周圍地物的反射信息有受到干擾和削弱。了解物體表面性質(zhì)對反射影響的意義v地物反射波譜：是研究可見光至近紅外波段上地物反射率隨波長的變化規(guī)律。v表示方法：一般采用二維幾何空間內(nèi)的曲線表示，橫坐標(biāo)表示波長，縱坐標(biāo)表示反射率。地物反射波譜v植被v土壤v水體v巖石常見的幾種地物類型波譜特征植被的波譜特征v在0.45um附近（藍(lán)色波段）有一個(gè)吸收谷；v在0.55um附近（綠色波段）有一個(gè)反射峰；v在0.67um附近（紅色波段）有一個(gè)吸收谷。v從0.76um處反射率迅速增大，形成一個(gè)爬升的“陡坡”,至1.1um附近有一個(gè)峰值，反射率最大可達(dá)50，形成植被的獨(dú)有特征。在可見光波

7、段在近紅外波段v1.51.9um光譜區(qū)反射率增大；v以1.45um，1.95um，2.70um為中心是水的吸收帶，其附近區(qū)間受到綠色植物含水量的影響，反射率下降，形成低谷。植物的光譜曲線影響植被波譜特征的主要因素v植物類型v植物生長季節(jié)v病蟲害影響等植被波譜特征大同小異，根據(jù)這些差異可以區(qū)分植被類型、生長狀態(tài)等。不同植被類型的光譜曲線比較土壤的波譜特征v自然狀態(tài)下土壤表面的反射曲線呈比較平滑的特征，沒有明顯的反射峰和吸收谷。v在干燥條件下，土壤的波譜特征主要與成土礦物（原生礦物和此生礦物）和土壤有機(jī)質(zhì)有關(guān)。v土壤含水量增加，土壤的反射率就會(huì)下降，在水的各個(gè)吸收帶（1.4um、1.9um、2.7

8、um處附近區(qū)間），反射率的下降尤為明顯。三種不同類型土壤在干燥環(huán)境下的光譜曲線水體的波譜特征v純凈水體的反射主要在可見光中的藍(lán)綠光波段，在可見光其它波段的反射率很低。v近紅外和中紅外純凈的自然水體的反射率很低，幾乎趨近于0。水中其它物質(zhì)對波譜特征的影響v水中含有泥沙，在可見光波段的反射率會(huì)增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。v水中含有水生植物葉綠素時(shí)，近紅外波段反射率明顯抬高。葉綠素含量不同時(shí)水體的光譜曲線巖石礦物的光譜曲線v巖石的反射波譜主要由礦物成分、礦物含量、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等決定。v影響巖石礦物波譜曲線的因素包括巖石風(fēng)化程度、巖石含水狀況、礦物顆粒大小、巖石表面光滑程度、巖石色澤等。巖石的光譜曲線地物波譜

9、曲線的作用v物體波譜曲線形態(tài)，反映出該地物類型在不同波段的反射率，通過測量該地物類型在不同波段的反射率，并以此與遙感傳感器所獲得的數(shù)據(jù)相對照，可以識別遙感影像中的同類地物。應(yīng)用地物波譜特征需要注意的問題v絕大部分地物的波譜值具有一定的變幅，它們的波譜特征不是一條曲線，而是具有一定寬度的曲帶。v地物存在“同物異譜”和“異物同譜”現(xiàn)象。 “同物異譜”是指兩個(gè)類型的個(gè)體地物，在某個(gè)波段上波譜特征不同；“異物同譜”是指不同類型的地物具有相同的波譜特征。BACK影響地物波譜特征變化的因素n太陽位置n傳感器位置n地理位置n地形n季節(jié)n氣候變化n地面濕度變化n大氣狀況等 在遙感中，測量地物的反射波譜特性曲線

10、主要有以下三種作用：（1），它是選擇遙感波譜段，設(shè)計(jì)遙感儀器的依據(jù)；（2），在外業(yè)測量中，它是選擇合適的飛行時(shí)間的基礎(chǔ)資料；（3），它是有效地進(jìn)行遙感圖像數(shù)字處理的前提之一，是用戶判讀、識別、分析遙感影像的基礎(chǔ)。地物波譜特征 到達(dá)地面的太陽輻射能量反射能量吸收能量透射能量到達(dá)地面的太陽輻射能量反射能量吸收能量透射能量常見地物的光譜曲線比較不同地物的反射光譜曲線不同，從圖中我們可以看出：0.40.5波段的相片可以把雪和其他地物區(qū)分開；0.50.6波段的相片可以把沙漠和小麥、濕地區(qū)分開；0.70.9波段的相片，可以把小麥和濕地區(qū)分開。植物的光譜曲線可見光波段0.40.76 m有一個(gè)反射峰值，大約0

11、.55 m（綠）處，兩側(cè)0.45 m（藍(lán)）和0.67 m（紅）則有兩個(gè)吸收帶；近紅外波段0.70.8 m有一反射陡坡，至1.1 m附近有一峰值，形成植被獨(dú)有特征；中紅外波段1.32.5 m受植物含水量影響，吸收率大增，反射率大大下降土壤的光譜曲線自然狀態(tài)下，土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值，一般來說，土質(zhì)越細(xì)反射率越高。有機(jī)質(zhì)和含水量越高反射率越低，土類與肥力也對土壤反射率有影響。但由于其波譜曲線較平滑，所以在不同光譜段的遙感影像上土壤亮度區(qū)別并不明顯。水體的光譜曲線水體反射率較低，小于10%，遠(yuǎn)低于大多數(shù)的其他地物，水體在藍(lán)綠波段有較強(qiáng)反射，在其他可見光波段吸收都很強(qiáng)。純凈水在藍(lán)光波段最高，隨波長增加反射率降低。在近紅外波段反射率為0；含葉綠素的清水反射率峰值在綠光段，水中葉